ความแตกต่างที่สำคัญ – Atom Economy vs Percentage Yield
เศรษฐกิจอะตอมและเปอร์เซ็นต์ผลผลิตใช้เพื่อกำหนดประสิทธิภาพของการสังเคราะห์ทางเคมี การพิจารณาความประหยัดของอะตอมมีความสำคัญมากเพราะจะให้รายละเอียดว่ากระบวนการเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างไร นอกจากนี้ยังบ่งบอกถึงของเสียของอะตอมในระหว่างกระบวนการ เปอร์เซ็นต์ผลผลิตคือปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากปฏิกิริยาเคมีเทียบกับปริมาณที่คำนวณได้ที่คาดไว้ (ปริมาณตามทฤษฎี) ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเศรษฐกิจของอะตอมและเปอร์เซ็นต์ผลผลิตคือเศรษฐกิจของอะตอมคำนวณโดยการหารมวลโมลาร์ของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการด้วยมวลโมลาร์ของสารตั้งต้นทั้งหมด ในขณะที่อัตราผลตอบแทนคำนวณโดยการดำน้ำผลผลิตจริงของผลิตภัณฑ์จากผลผลิตทางทฤษฎีของ ผลิตภัณฑ์
เศรษฐกิจ Atom คืออะไร
ประสิทธิภาพอะตอมหรือประสิทธิภาพของอะตอมคือการกำหนดประสิทธิภาพของการสังเคราะห์ทางเคมีที่สัมพันธ์กับอะตอมที่ใช้ระหว่างปฏิกิริยาการสังเคราะห์ หากระบบเศรษฐกิจของอะตอมเป็น 100% แสดงว่ามีการใช้อะตอมทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ในระหว่างกระบวนการ ซึ่งหมายความว่าอะตอมทั้งหมดในสารตั้งต้นถูกแปลงเป็นอะตอมของผลิตภัณฑ์ หากกระบวนการประหยัดปรมาณูสูง จะเรียกว่ากระบวนการสีเขียว
สมการสำหรับการคำนวณ Atom Economy
การกำหนดเศรษฐกิจของอะตอมสามารถทำได้โดยใช้สมการต่อไปนี้
เศรษฐกิจอะตอม=(มวลโมลาร์ของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ/มวลโมลาร์ของสารตั้งต้นทั้งหมด) x 100%
รูปที่ 1: การเปลี่ยนแปลงของเศรษฐกิจปรมาณูตามพารามิเตอร์ต่างๆ
ในกระบวนการในอุดมคติ อะตอมทั้งหมดในสารตั้งต้นจะถูกใช้จนหมดโดยกระบวนการและจะถูกแปลงเป็นสารตั้งต้น จึงไม่เกิดการสูญเสียอะตอม แต่ในกระบวนการจริง เศรษฐกิจอะตอมต่ำกว่า 100% นี่เป็นเพราะการผลิตผลพลอยได้แทนที่จะให้เฉพาะผลิตภัณฑ์ที่ต้องการเท่านั้น นี่เป็นข้อกังวลหลักเมื่อพูดถึงกระบวนการที่ใช้วัตถุดิบที่มีต้นทุนสูง
ตัวอย่าง
การผลิตมาลิกแอนไฮไดรด์จากเบนซิน นี่คือปฏิกิริยาออกซิเดชัน สารตั้งต้นที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการคือเบนซินและโมเลกุลออกซิเจน
เบนซิน + 4.5oxygen → มาลิกแอนไฮไดรด์ + 2 คาร์บอนไดออกไซด์ + 2 น้ำ
มวลโมเลกุลของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ=(12×4) + (16×3) + (1×2)
=98 กรัม/โมล
มวลโมลของสารตั้งต้นทั้งหมด; เบนซิน=(12×6) + (1×6)
=78 กรัม/โมล
อ็อกซิเจนโมเลกุล=4.5(16×2)
=144 กรัม/โมล
มวลสารตั้งต้นทั้งหมด=78 + 144
=222 กรัม/โมล
เศรษฐกิจอะตอม=(98/222) x 100%
=44.14%
เปอร์เซ็นต์ผลตอบแทนคืออะไร
เปอร์เซ็นต์ผลผลิต (หรือที่เรียกว่าเปอร์เซ็นต์ผลผลิต) คือผลผลิตจริงที่ได้จากปฏิกิริยาการสังเคราะห์ทางเคมี เทียบกับผลผลิตทางทฤษฎี ค่าจะได้รับเป็นเปอร์เซ็นต์ ผลผลิตจริงคือสิ่งที่เราได้รับจากการทดลอง ในขณะที่ผลผลิตทางทฤษฎีคือค่าที่คำนวณจากสมการของปฏิกิริยาเคมี โดยพิจารณาจากปริมาณสัมพันธ์
เมื่อคำนวณผลผลิตทางทฤษฎี ควรพิจารณารีเอเจนต์จำกัด รีเอเจนต์จำกัดหรือจำกัดสารตั้งต้นคือสารตั้งต้นที่กำหนดจำนวนของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้น สารตัวทำปฏิกิริยาที่ จำกัด จะถูกใช้ในระหว่างปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นอื่นยังคงอยู่แม้หลังจากเสร็จสิ้นปฏิกิริยาเนื่องจากเป็นรีเอเจนต์ส่วนเกิน
จะหาน้ำยาจำกัดได้อย่างไร
Ex: ให้เราพิจารณาปฏิกิริยาระหว่าง Al (14 g) และ Cl2 (4.25 g) gas. ผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือ AlCl3.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
ไฝของอัลปัจจุบัน=14 /26.98=0.52 โมล
โมลของ Cl2 ปัจจุบัน=4.25 / 70.90=0.06 โมล
อัตราส่วนระหว่าง Al และ Cl2=2:3
ดังนั้น Al 2 โมลทำปฏิกิริยากับ Cl 3 โมล2 จากนั้นปริมาณ Cl2 ที่ต้องทำปฏิกิริยากับ 0.52 โมลของ Al คือ=(3/2) x 0.52=0.78 โมล
แต่มีเพียง 0.06 โมลที่มีอยู่ ดังนั้น Cl2 คือรีเอเจนต์จำกัดที่นี่ จากนั้น ผลลัพธ์ทางทฤษฎีจะคำนวณโดยใช้ปริมาณของ Al ที่มีอยู่ในส่วนผสมของปฏิกิริยา
ผลผลิตตามทฤษฎี=(2/3) x 0.06 x 133.3=5.33 ก
หากให้ผลผลิตจริงที่ได้จากการทดลองเป็น 4.33g จะสามารถคำนวณผลตอบแทนเป็นเปอร์เซ็นต์ได้ดังนี้
เปอร์เซ็นต์ผลตอบแทน=(4.33 / 5.33) x 100%=81.24%
ความคล้ายคลึงกันระหว่าง Atom Economy และ Percentage Yield คืออะไร
- ทั้งเศรษฐกิจอะตอมและอัตราผลตอบแทนเป็นเปอร์เซ็นต์
- ทั้งประหยัดอะตอมและเปอร์เซ็นต์ผลตอบแทนมีประโยชน์มากในการพิจารณาประสิทธิภาพของกระบวนการทางเคมี
เศรษฐกิจปรมาณูและเปอร์เซ็นต์ผลตอบแทนต่างกันอย่างไร
Atom Economy vs Percentage Yield |
|
| เศรษฐกิจของอะตอมคือการกำหนดประสิทธิภาพของการสังเคราะห์ทางเคมีเทียบกับอะตอมที่ใช้ระหว่างปฏิกิริยาการสังเคราะห์ | เปอร์เซ็นต์ผลผลิตคือผลผลิตจริงที่ได้จากปฏิกิริยาสังเคราะห์ทางเคมี เทียบกับผลผลิตทางทฤษฎี |
| วัตถุประสงค์ | |
| Atom Economy คำนวณเพื่อประเมินประสิทธิภาพของกระบวนการและกำหนดของเสียของอะตอม | เปอร์เซ็นต์ผลตอบแทนคำนวณเพื่อกำหนดปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่ให้ในทางปฏิบัติเมื่อเปรียบเทียบกับความคาดหวังทางทฤษฎี |
| การคำนวณ | |
| เศรษฐกิจอะตอมคำนวณโดยการหารมวลโมลาร์ของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการด้วยมวลโมลาร์ของสารตั้งต้นทั้งหมด | เปอร์เซ็นต์ผลตอบแทนคำนวณโดยการดำน้ำผลผลิตจริงของผลิตภัณฑ์จากผลผลิตทางทฤษฎีของผลิตภัณฑ์ |
สรุป – Atom Economy vs Percentage Yield
เศรษฐกิจของอะตอมและเปอร์เซ็นต์ผลผลิตเป็นค่าร้อยละที่คำนวณจากปฏิกิริยาเคมี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเศรษฐกิจของอะตอมและเปอร์เซ็นต์ผลผลิตคือเศรษฐกิจของอะตอมคำนวณโดยการหารมวลโมลาร์ของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการด้วยมวลโมลาร์ของสารตั้งต้นทั้งหมด ในขณะที่อัตราผลตอบแทนคำนวณโดยการดำน้ำผลผลิตจริงของผลิตภัณฑ์จากผลผลิตทางทฤษฎีของ ผลิตภัณฑ์
